專利名稱：基板處理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)至少含有鉬(platinum)的層進(jìn)行蝕刻的基板處理方法和存儲(chǔ)介
質(zhì)。
背景技術(shù)：
利用電流磁場(chǎng)的磁通反向(flux reversal)存儲(chǔ)信息的磁存儲(chǔ)裝置,各種層層積并且各種層由蝕刻為期望形狀的半導(dǎo)體晶片(以下，簡稱為“晶片”)制造。構(gòu)成如此磁存儲(chǔ)裝置的各種層的ー個(gè)為包括作為磁性材料的鉬(Pt)的鉬錳(Pt-Mn)層，鉬作為難蝕刻材料的其中之ー是公知的。作為鉬錳層的蝕刻方法，已知有通過離子研磨，例如使用通過高能量的氬(Ar)的陽離子的濺射，對(duì)鉬錳層進(jìn)行物理蝕刻的方法，但是使用離子研磨的情況下，陽離子在高能量下入射掩膜和鉬錳層，因此，難以確保掩膜和鉬錳層的選擇度，此外，掩膜的圖案早期崩解，使得蝕刻得到孔或槽的形狀成為錐形(例如，參照非專利文獻(xiàn)I)。在此，也提案有使用含有還原カ大的鹵素氣體的蝕刻氣體對(duì)鉬錳層進(jìn)行化學(xué)蝕刻的方法(例如，參照專利文獻(xiàn)I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)I斧高一、高橋和生、江利口浩ニ，“高介電常數(shù)(High-k)材料的干蝕刻”，等離子體·核融合學(xué)會(huì)志，Vol. 85，No. 4(2009)，pp. 185-192，2009年I月發(fā)行專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I日本特開2006-60172號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
但是，鹵素氣體產(chǎn)生強(qiáng)酸，因此，會(huì)產(chǎn)生促進(jìn)基板處理裝置的構(gòu)成部件的腐蝕和磁性材料自身的腐蝕的問題。本發(fā)明的目的在于，提供ー種不使用鹵素氣體能夠?qū)Πㄖ辽俸秀f的層進(jìn)行蝕刻的基板處理方法和存儲(chǔ)介質(zhì)。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面所述的基板處理方法，其使用掩膜對(duì)形成于基板的至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻，該基板處理方法的特征在于，使用至少含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和稀有氣體的處理氣體，對(duì)所述至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻，相對(duì)于所述ー氧化碳?xì)怏w和所述氫氣的合計(jì)流量，所述氫氣的流量比為50% 75%。本發(fā)明第二方面所述的基板處理方法，其特征在于，在本發(fā)明第一方面所述的基板處理方法中，相對(duì)于所述ー氧化碳?xì)怏w和所述氫氣的合計(jì)流量，所述氫氣的流量比為50% 60%。本發(fā)明第三方面所述的基板處理方法，其特征在于，在本發(fā)明第一方面所述的基板處理方法中，相對(duì)于所述稀有氣體和所述ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量，所述稀有氣體的流量比為40% 50%。本發(fā)明第四方面所述的基板處理方法，其特征在于，在本發(fā)明第一 第三方面的任一方面所述的基板處理方法中，所述稀有氣體為IS氣。本發(fā)明第五方面所述的基板處理方法，其特征在于，在本發(fā)明第一 第三方面的任一方面所述的基板處理方法中，所述含有鉬的層的蝕刻在壓カ為13. 3Pa 133Pa的條件下進(jìn)行。本發(fā)明第六方面所述的基板處理方法，其特征在于，在本發(fā)明第五方面所述的基板處理方法中，所述包括鉬的層的蝕刻在壓カ為40. OPa 133Pa的條件下進(jìn)行。 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明第七方面所述的存儲(chǔ)介質(zhì)，為存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行基板處理方法的程序的計(jì)算機(jī)可讀的存儲(chǔ)介質(zhì)，所述基板處理方法為使用掩膜對(duì)在基板上形成的至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻的基板處理方法，使用至少含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和稀有氣體的處理氣體，對(duì)所述至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻，相對(duì)于所述ー氧化碳?xì)怏w和所述氫氣的合計(jì)流量，所述氫氣的流量比為50% 75%。根據(jù)本發(fā)明，使用至少含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和稀有氣體的處理氣體對(duì)至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比為50% 75%。使用一氧化碳?xì)怏w進(jìn)行蝕刻的情況下，暴露的各種層的表面堆積有碳層，但是從氫氣產(chǎn)生的氫等離子體對(duì)該碳層進(jìn)行灰化。此時(shí)，從稀有氣體產(chǎn)生的陽離子入射到碳層，賦予該碳層能量。此外，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比為50% 75%,氫大量存在，因此，碳層被灰化時(shí)存在多余的氫。賦予能量的碳層與從ー氧化碳產(chǎn)生的氧結(jié)合，產(chǎn)生羰基，并且，通過向碳層施與的能量多余的氫與羰基結(jié)合，產(chǎn)生羧基，該羧基作為配體與鉬配位結(jié)合，產(chǎn)生有機(jī)絡(luò)合物。有機(jī)絡(luò)合物容易氣化，作為結(jié)果，能夠從至少含有鉬的層除去鉬，由此，能夠不使用鹵素氣體而對(duì)至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻。


圖I為概略性的表示執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。圖2為概略性的表示圖I的基板處理裝置實(shí)施等離子體蝕刻處理的晶片的結(jié)構(gòu)的部分截面圖。圖3為表示作為本實(shí)施方式的基板處理方法的蝕刻方法的エ序圖。圖4為概略性的表示圖I的基板處理裝置的變形例的結(jié)構(gòu)的截面圖，圖4(A)為第ー變形例，圖4(B)為第二變形例。圖5為概略性的表示適用圖3的蝕刻方法的晶片的變形例的結(jié)構(gòu)的部分截面圖，圖5(A)為第一變形例，圖5(B)為第二變形例，圖5(C)為第三變形例，圖5(D)為第四變形例。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖I為概略性的表示執(zhí)行本實(shí)施方式的基板處理方法的基板處理裝置的結(jié)構(gòu)的截面圖。本基板處理裝置，在制造磁存儲(chǔ)介質(zhì)的半導(dǎo)體設(shè)備用的晶片(基板)上實(shí)施等離子體蝕刻處理。圖I中，基板處理裝置10，例如具有收納直徑為300mm的晶片W的腔室11，該腔室11內(nèi)配置在上表面載置晶片W的圓柱狀的基座12?；逄幚硌b置10中，通過腔室11的內(nèi)側(cè)壁與基座12的側(cè)面形成側(cè)方排氣路徑13。在該側(cè)方排氣路徑13的途中配置排氣板14。排氣板14為具有多個(gè)貫通孔的板狀部件，作為將腔室11內(nèi)部分隔為上部和下部的分隔板起作用。被排氣板14分隔的腔室11內(nèi)部的上部(以下，稱為“處理室”)15的內(nèi)部空間，如后所述，產(chǎn)生等離子體。此外，在腔室11內(nèi)部的下部(以下，稱為“排氣室(多岐管)”)16連接有排出腔室11內(nèi)的氣體的排氣管17。排氣板14捕捉或反射處理室15發(fā)生的等離子體，防止向多歧管16的泄漏。排氣管17連接有TMP(潤輪分子泵Turbo Molecular Pump)和DP(干泵Dry Pump)(均未圖示)，這些泵對(duì)腔室11內(nèi)抽真空并減壓。具體來說，DP為將腔室11內(nèi)從大氣壓減壓到中真空狀態(tài)，TMP與DP協(xié)同運(yùn)行，將腔室11內(nèi)減壓到比中真空狀態(tài)更低的壓カ的高真空狀態(tài)。其中，腔室11內(nèi)的壓力，由APC閥(未圖示)控制。腔室11內(nèi)的基座12經(jīng)由第一匹配器19與第一高頻電源18連接，并且通過第二匹配器21與第二高頻電源20連接，第一高頻電源18向基座12施加比較低的頻率，例如13MHz的離子引入用高頻電力，第二高頻電源20向基座12施加比較高的頻率，例如40MHz的等離子體生成用的高頻電力。由此，基座12作為電極起作用。此外，第一匹配器19和第ニ匹配器21，降低來自基座12的高頻電カ的反射，使得高頻電カ對(duì)基座12的施加效率最大。在基座12的上部周邊部，以該基座12的中央部分向著圖中上方突出的方式形成臺(tái)階。在該基座12的中央部分的前端配置有內(nèi)置靜電電極板22的陶瓷形成的靜電卡盤23。靜電電極板22連接有直流電源24，向靜電電極板22施加正的直流電壓，晶片W的靜電卡盤23側(cè)的面(以下，稱為“背面”)產(chǎn)生負(fù)電位，在靜電電極板22和晶片W的背面之間產(chǎn)生電位差，通過該電位差引起的庫侖カ或約翰遜拉別克(Johnson-Rahbeck)力，晶片W被吸附保持于靜電卡盤23。此外，基座12在內(nèi)部具有由制冷劑流路形成的冷卻機(jī)構(gòu)(未圖示)，該冷卻機(jī)構(gòu)與等離子體接觸，經(jīng)由基座12吸收溫度上升的晶片W的熱，由此，防止晶片W的溫度上升到期望的溫度以上?；?2考慮到傳熱效率和電極功能，由導(dǎo)電體，例如鋁形成，為了防止導(dǎo)電體暴露于產(chǎn)生等離子體的處理室15，因此，該基座12的側(cè)面被介電體，例如石英(SiO2)組成的側(cè)面保護(hù)部件25覆蓋?；?2的上部，以包圍被吸附保持于靜電卡盤23的晶片W的方式將聚焦環(huán)26載置于基座12的臺(tái)階或側(cè)面保護(hù)部件25，進(jìn)一歩，以包圍聚焦環(huán)26的方式將密封環(huán)27載置于側(cè)面保護(hù)部件25。聚焦環(huán)26由硅(Si)或碳化硅(SiC)組成，將等離子體的分布區(qū)域不僅擴(kuò)至晶片W上，也擴(kuò)大至該聚焦環(huán)26上。在腔室11的頂部，以與基座12對(duì)置的方式配置有噴淋頭28。噴淋頭28具有上部電極板29、將該上部電極板29以能夠裝卸的方式吊支的冷卻板30和覆蓋該冷卻板30的蓋體31。上部電極板29由具有在厚度方向貫通的多個(gè)氣孔32的圓板狀部件形成。冷卻板30的內(nèi)部設(shè)置緩沖室33，該緩沖室33內(nèi)連接有處理氣體導(dǎo)入管34?；逄幚硌b置10，以上部電極板29與基座12的上表面平行的方式配置有噴淋頭28和基座12。基板處理裝置10還具備控制部35，該控制部35依照內(nèi)置的存儲(chǔ)器等中存儲(chǔ)的程序，控制各構(gòu)成元件的動(dòng)作，執(zhí)行等離子體蝕刻處理。具體來說，控制部35，控制各構(gòu)成元件的動(dòng)作，從處理氣體導(dǎo)入管34向緩沖室33供給的處理氣體導(dǎo)入處理室15的內(nèi)部空間，該導(dǎo)入的處理氣體，通過由第二高頻電源20經(jīng)由基座12向處理室15的內(nèi)部空間施加的用于生成等離子體的高頻電カ而激發(fā)，生成等離子體，通過第一高頻電源18對(duì)基座12施加的用于引入離子的高頻電カ將等離子體中的陽離子向晶片W引入，在該晶片W上實(shí)施等離子體蝕刻處理。圖2為概略性的表示利用圖I的基板處理裝置實(shí)施等離子體蝕刻處理的晶片W的結(jié)構(gòu)的部分截面圖。
圖2中，晶片W，具有在由硅組成的基部36上層積的鉬錳層37和在該鉬錳層37上形成的具有規(guī)定的開ロ圖案的作為掩膜的鉭(Ta)層38。本發(fā)明者認(rèn)為對(duì)作為難以蝕刻的材料的包括鉬的鉬錳層37，應(yīng)該使用離子研磨、鹵素氣體蝕刻以外的方法進(jìn)行蝕刻，在基板處理裝置10中作為處理氣體使用一氧化碳(CO)氣體，通過ー氧化碳的強(qiáng)還原性從鉬錳層37還原除去鉬，或者以ー氧化碳為配體，與鉬配位結(jié)合產(chǎn)生金屬羰基而除去鉬，確認(rèn)了在使用一氧化碳?xì)怏w對(duì)鉬錳層37進(jìn)行蝕刻吋，鉬錳層37、鉭層38上由一氧化碳生成的碳形成碳沉積層，停止蝕刻。在此，本發(fā)明者進(jìn)行了潛心研究，為了對(duì)碳沉積層進(jìn)行灰化，在處理氣體中加入大量的氫(H)氣，在處理室15的內(nèi)部空間，為了維持等離子體狀態(tài)，向處理氣體中加入容易分離的稀有氣體，例如氬(Ar)氣，使用該處理氣體，在基板處理裝置10中對(duì)晶片W進(jìn)行等離子體蝕刻處理，不僅能夠防止在鉬錳層37和鉭層38上形成碳沉積層，而且能夠?qū)︺f錳層37進(jìn)行蝕刻。具體來說，使用含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣的處理氣體對(duì)鉬錳層37進(jìn)行蝕刻時(shí)，相對(duì)于一氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣流量比在50% 75%,則在鉬猛層37上不會(huì)形成碳沉積層，能夠?qū)︺f錳層37進(jìn)行蝕刻。本發(fā)明就是基于上述見解的發(fā)明。對(duì)于鉬錳層37的蝕刻機(jī)理，難以明確說明，但是認(rèn)為提高含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣的處理氣體的分離度，大量生成等離子體，大量產(chǎn)生陽離子，鉬錳層37的蝕刻速度并不怎么上升，并且，由鉬錳層37的蝕刻，形成于該鉬錳層37的孔或槽的形狀不會(huì)形成錐形，進(jìn)行的不是各向異性蝕刻而是各向同性蝕刻(isotropic etching)為主，因此，推定鉬錳層37的蝕刻是以化學(xué)反應(yīng)為主，本發(fā)明者，類推到以下說明的作為本實(shí)施方式的基板處理方法的蝕刻方法。圖3為表示本實(shí)施方式的基板處理方法的蝕刻方法的エ序圖。首先，晶片W被吸附保持于基板處理裝置10的基座12，其后，對(duì)處理室15的內(nèi)部空間進(jìn)行減壓，向該內(nèi)部空間導(dǎo)入包括ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣的處理氣體。該處理氣體設(shè)定為，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比為50% 75%。接著，向處理室15的內(nèi)部空間施加等離子體生成用的高頻電力，并且向基座12施加離子引入用的高頻電力。此時(shí)，在鉬錳層37的表面，堆積由一氧化碳生成的碳沉積層39(碳層)，此外，在鉭層38的表面同樣堆積一氧化碳生成的碳沉積層(碳層)(未圖示)(圖3 (A))，通過用于生成等離子體的高頻電カ，處理氣體中的氬氣激發(fā)，產(chǎn)生氬等離子體，該氬等離子體與氫氣中的氫分子沖突，激發(fā)氫氣，產(chǎn)生氫等離子體。產(chǎn)生的氫等離子體的陽離子、自由基與碳沉積層39接觸，對(duì)該碳沉積層39進(jìn)行灰化。接著，氬等離子體的陽離子通過離子引入用的高頻電力，入射到碳沉積層39，向該碳沉積層39賦予能量，該被賦予能量的碳沉積層39與ー氧化碳產(chǎn)生的氧結(jié)合，產(chǎn)生羰基。此外，處理氣體中，設(shè)定為相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比為50% 75%，氫大量存在，因此，碳沉積層39通過氫等離子體的陽離子或自由基被灰化時(shí)，存在多余的氫，該多余的氫通過賦予碳沉積層39的能量，與羰基結(jié)合，產(chǎn)生羧基(-C00H)。該羧基作為配體，與鉬錳層37中的鉬配位結(jié)合，產(chǎn)生有機(jī)絡(luò)合物40，例如Pt(C00H)n。如上所述，有機(jī)絡(luò)合物40的生成中使用了鉬錳層37中的鉬，因此，鉬錳層37的一部分變質(zhì)為有機(jī)絡(luò)合物40(圖3(B))。通常，金屬的有機(jī)絡(luò)合物的飽和蒸汽壓低，因此，有機(jī)絡(luò)合物40容易氣化，結(jié)果，鉬錳層37的一部分被蝕刻(圖3(C))。 其后，繼續(xù)導(dǎo)入含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣的處理氣體、施加等離子體生成用的高頻電力、以及施加離子引入用的高頻電力，反復(fù)進(jìn)行圖3(A) 圖3(C)的エ序，因此，作為結(jié)果，能夠除去鉬錳層37 (圖3 (D))。根據(jù)圖3的蝕刻方法，使用含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣的處理氣體，對(duì)鉬錳層37進(jìn)行蝕刻,設(shè)定為相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量氫氣的流量比為50% 75%,由此，碳沉積層39被灰化時(shí)產(chǎn)生羰基，該羰基與多余的氫結(jié)合產(chǎn)生羧基，該羧基與鉬錳層37中的鉬配位結(jié)合，產(chǎn)生有機(jī)絡(luò)合物40，能夠蒸發(fā)該有機(jī)絡(luò)合物40。其結(jié)果，不使用鹵素氣體就能夠?qū)︺f錳層37進(jìn)行蝕刻。圖3的蝕刻方法，處理氣體中，設(shè)定為相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量氫氣的流量比為50% 75%，但從防止孔或槽中的錐形的產(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，氫氣的流量比較小為好，優(yōu)選相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量氫氣的流量比為50% 60%。這種情況下，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w的流量氫氣的流量的比率減少，比起氫等離子體所致的鉭層38的蝕刻，一氧化碳所致的碳沉積層的鉭層38的堆積成為優(yōu)先。其結(jié)果，能夠抑制蝕刻所致的鉭層38的圖案形狀的破壞，能夠防止鉬錳層37上形成的孔或槽的形狀成為錐形。此外，圖3的蝕刻方法，從促進(jìn)羰基或羧基的產(chǎn)生的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選確保賦予能量的氬等離子體在規(guī)定量以上，在處理氣體中，優(yōu)選相對(duì)于氬氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量氬氣的流量比為40% 50%。這種情況下，通過確保了規(guī)定量以上的氬等離子體的陽離子，能夠向碳沉積層39充分賦予能量。其結(jié)果，促進(jìn)羰基的產(chǎn)生，進(jìn)而能夠促進(jìn)包括鉬的有機(jī)絡(luò)合物的產(chǎn)生。再者，圖3的蝕刻方法中，從優(yōu)先產(chǎn)生羰基、產(chǎn)生羧基和產(chǎn)生有機(jī)絡(luò)合物的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選處理室15的內(nèi)部空間的壓力設(shè)定為13. 3Pa(IOOmTorr)以上進(jìn)行鉬錳層37的蝕亥IJ。通常，處理室內(nèi)的壓カ增高到某一程度能夠抑制陽離子造成的濺射，因此，將處理室15的內(nèi)部空間的壓力設(shè)定在13. 3Pa以上，能夠抑制氫氣或氬氣產(chǎn)生的等離子體的陽離子造成的濺射，并且，能夠優(yōu)先產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)、具體來說，能夠優(yōu)先產(chǎn)生羰基、產(chǎn)生羧基和產(chǎn)生有機(jī)絡(luò)合物。此外，從抑制鉭層38的圖案形狀的破壞的觀點(diǎn)出發(fā)，處理室15的內(nèi)部空間的壓カ設(shè)定在40.0Pa(300mTorr)以上，能夠進(jìn)一歩抑制陽離子造成的濺射，由此，優(yōu)選進(jìn)ー步抑制鉭層38的蝕刻。另ー方面，從促進(jìn)有機(jī)絡(luò)合物40的氣化的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選處理室15的內(nèi)部空間的壓力降低某一程度，具體來說，優(yōu)選處理室15的內(nèi)部空間的壓力設(shè)定在133Pa(ITorr)以下。以上，對(duì)于本發(fā)明，使用上述實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。上述圖3的蝕刻方法在基板處理裝置10執(zhí)行，但是圖3的蝕刻方法，如果從氬氣產(chǎn)生的氬等離子體的陽離子向碳沉積層39施與能量，并且只要該氬等離子體與氫氣中的氫分子沖突，激勵(lì)氫氣，產(chǎn)生氫等離子體，就能夠執(zhí)行。即，ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和IS氣中只有氬氣通過基板處理裝置10激發(fā)形成等離子體即可。因此，圖3的蝕刻方法，不僅是基板處理裝置10那樣的電容耦合型的等離子體裝置，能夠向晶片W的表面能夠供給ー氧化碳?xì)怏w和氫氣，并且能夠向晶片W的表面射入氬氣產(chǎn)生的等離子體的陽離子的等離子體處理裝置也能夠執(zhí)行。例如，如圖4(A)所示，具有處理室41、配置在該處理室41的內(nèi)部空間的載置臺(tái)42、以與該載置臺(tái)42相対的方式設(shè)置并且向該處理室41的內(nèi)部空間導(dǎo)入氣體的噴淋頭43、向該噴淋頭43施加用于生成等離子體的高頻電カ的高頻電源43a、在載置臺(tái)42的側(cè)方開ロ的2個(gè)氣體導(dǎo)入管44a、44b、向載置臺(tái)42施加離子引入用的高頻電カ的高頻電源(未圖示)的基板處理裝置45，和如圖4(B)所示，具有處理室46、配置在該處理室46的內(nèi)部空間的載置臺(tái)47、以與該載置臺(tái)47相対的方式配置并且向該處理室46的內(nèi)部空間導(dǎo)入等離子體的等離子體導(dǎo)入管48、在載置臺(tái)47的側(cè)方開ロ的2個(gè)氣體導(dǎo)入管49a、49b、向載置臺(tái)47施加用于離子引入的高頻電カ的高頻電源(未圖示)的基板處理裝置50，能夠執(zhí)行圖3的蝕刻方法?；逄幚硌b置45中，晶片W載置于載置臺(tái)42后，處理室41的內(nèi)部空間被減壓，從噴淋頭43向處理室41的內(nèi)部空間導(dǎo)入氬氣，并且被導(dǎo)入的氬氣被經(jīng)由噴淋頭43向處理室41的內(nèi)部空間施加的用于生成等離子體的高頻電カ激發(fā),生成氬等離子體,該氬等離子體的陽離子通過離子引入用的高頻電カ入射到載置在載置臺(tái)42的晶片W。另ー方面，向晶片W的表面附近供給分別來自2個(gè)氣體導(dǎo)入管44a、44b的一氧化碳?xì)怏w和氫氣。此外，在基板處理裝置50中，晶片W載置于載置臺(tái)47之后，對(duì)處理室46的內(nèi)部空間減壓，從等離子體導(dǎo)入管48將氬氣的等離子體導(dǎo)入處理室46的內(nèi)部空間，該導(dǎo)入的氬等離子體的陽離子通過離子引入用的高頻電力，入射到載置于載置臺(tái)47的晶片W。另ー方面，向晶片W的表面附近供給分別來自2個(gè)氣體導(dǎo)入管49a、49b的一氧化碳?xì)怏w和氫氣。在基板處理裝置45和基板處理裝置50的任ー個(gè)中，到達(dá)晶片W的表面的氬等離 子體的陽離子，向因ー氧化碳?xì)怏w所致而在晶片W的鉬錳層37表面生成的碳沉積層39賦予能量，并且與氫氣中的氫分子沖撞，激發(fā)氫氣而產(chǎn)生氫等離子體。其結(jié)果，通過羰基的產(chǎn)生、羧基的產(chǎn)生和有機(jī)絡(luò)合物40的產(chǎn)生，能夠?qū)︺f錳層37進(jìn)行蝕刻。其中，在基板處理裝置45和基板處理裝置50的任ー個(gè)中，相對(duì)于供給的ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比被設(shè)定為50% 75%。此外，適用圖3的蝕刻方法的晶片W的層積結(jié)構(gòu)不限于圖2所示的結(jié)構(gòu)，例如，向娃形成的基部51a從下方依次形成鉭層51b、鉬猛層51c、鈷鐵(CoFe)層51d、釕(Ru)層51e、鈷鐵層51f、由氧化錳(MgO)和氧化鋁(Al2O3)等組成的絕緣層51g、鎳鐵(NiFe)層51h、釕層51 i、鎳鐵層51j、釕層5lk、鉭層511、防反射層(BARC層)51m、和具有規(guī)定圖案的光致抗蝕劑層51η的層積結(jié)構(gòu)(圖5 (A))、向由銅形成的基地配線52a從下方依次形成鎳鐵層52b、鉬錳層52c、鈷鐵層52d、釕層52e、鈷鐵層52f、氧化鋁(Al2O3)組成的阻擋層52g、鎳鐵層52h、鉭層52i和具有規(guī)定圖案形狀的光致抗蝕劑層52j的層積結(jié)構(gòu)(圖5(B))，向絕緣膜53a從下方依次形成鉭膜53b、鉬錳層53c、鈷鐵層53d、氧化鋁層53e、鈷鐵層53f、氮化鈦層53g、ニ氧化硅膜53h和具有規(guī)定圖案形狀的光致抗蝕劑層53i的層積結(jié)構(gòu)(圖5 (C))，以及，向娃形成的基部54a從下方依次層積鉭層54b、招層54c、鉭層54d、鎳鐵/鉬猛層54e、氧化鋁層54f、鈷鐵層54g、鎳鐵層54h、鉭層54i和具有規(guī)定圖案形狀的光致抗蝕劑層54j的層積結(jié)構(gòu)(圖5(D))的任ー個(gè)，都能夠適用圖3的蝕刻方法。并且，由圖3的蝕刻方法蝕刻的層不限于鉬錳層，只有鉬形成的鉬層、包括鉬和其他金屬的層也可以。此外，圖3的蝕刻方法中，處理氣體包括ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣，但是氬氣置換為其他的稀有氣體也可以。此外，本發(fā)明的目的還通過將存儲(chǔ)有實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的軟件的程序的存儲(chǔ)介質(zhì)供給到計(jì)算機(jī)等，計(jì)算機(jī)的CPU讀取存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)的程序執(zhí)行而達(dá)成。
這種情況下，從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序本身實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能，程序和存儲(chǔ)該程序的存儲(chǔ)介質(zhì)組成本發(fā)明。此外，作為供給程序用的存儲(chǔ)介質(zhì)，例如，RAM、NV-RAM、軟(Floppy注冊(cè)商標(biāo))磁盤、硬磁盤、光磁盤、CD-ROM、CD-R、CD-RW、DVD (DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-RW、DVD+Rff)等的光盤、磁帶、非易失性存儲(chǔ)卡、其他的ROM等的能夠存儲(chǔ)上述程序的介質(zhì)即可?；蛘撸鲜龀绦?，通過與網(wǎng)絡(luò)、商用網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)等連接的未圖示的其他的計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)端等下載，供給到計(jì)算機(jī)也可以。此外，通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)的CPU讀取的程序，不僅實(shí)現(xiàn)了上述實(shí)施方式的功能，基于該程序的指示，在CPU上工作的OS (操作系統(tǒng))等進(jìn)行實(shí)際的處理的一部分或全部，通過該處理實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的情況也包括在內(nèi)。再者，從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取的程序，寫入插入計(jì)算機(jī)的功能拓展端ロ或與計(jì)算機(jī)連接的功能擴(kuò)散單元所具備的存儲(chǔ)器之后，基于該程序的指示，在該功能擴(kuò)展端ロ或功能擴(kuò)展単元具備的CPU等進(jìn)行實(shí)際的處理的一部分或全部，通過該處理實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施方式的功能的情況也包括在內(nèi)。上述程序的方式，也可為目標(biāo)代碼、通過解釋程序執(zhí)行的程序，供給到OS的原始數(shù)據(jù)等的方式形成。接著，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。首先，作為實(shí)施例1，在基板處理裝置10中，如圖2所示，將晶片W吸附保持在基座12之后，將處理室15的內(nèi)部空間的壓力設(shè)定為13. 3Pa，向該內(nèi)部空間導(dǎo)入處理氣體。處理氣體的流量比氫氣IS氣一氧化碳?xì)怏w為150sccm : IOOsccm : 150sccm。S卩，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量的氫氣的流量比為50%，相對(duì)于IS氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量的氬氣的流量比為40%。接著，向處理室15的內(nèi)部空間，以300W施加等離子體生成用的高頻電力，并且向基座12，以600W施加離子引入用的高頻電力，在600秒內(nèi)持續(xù)執(zhí)行鉬錳層37的蝕刻，之后，確認(rèn)在鉬錳層37形成的槽的狀態(tài)，在槽的各面中，碳沉積層39幾乎不存在，并且?guī)缀鯖]有產(chǎn)生錐形。此外，作為實(shí)施例2，除了處理氣體的流量比之外，在與實(shí)施例I中的條件相同的條件下進(jìn)行鉬錳層37的蝕刻。實(shí)施例2中的處理氣體的流量比氫氣氬氣ー氧化碳?xì)怏w為300sccm : IOOsccm : lOOsccm。S卩，相對(duì)于一氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量的氫氣的流量比為75%，相對(duì)于氬氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量的氬氣的流量比為50%。鉬錳層37的蝕刻后，確認(rèn)該鉬錳層37形成的槽的狀態(tài)，在槽的各面都完全不存在碳沉積層39，并且相對(duì)于晶片W的表面涉及鉛直線的槽的兩側(cè)面構(gòu)成的錐角(夾持鉛直線的狹角)為大約10°，確認(rèn)在容許范圍內(nèi)。接著，作為比較例，除了處理氣體的流量比之外，在與實(shí)施例I中的條件相同的條件下進(jìn)行鉬錳層37的蝕刻。比較例中處理氣體的流量比氫氣氬氣一氧化碳?xì)怏w為IOOsccm : IOOsccm : 300sccm。S卩，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量的氫氣的流量比為25%，相對(duì)于氬氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量的氬氣的流量比為25%。在鉬錳層37的蝕刻后，確認(rèn)在該鉬錳層37形成的槽的狀態(tài)，確認(rèn)在槽的各面碳沉積層39堆積的很厚，槽的各面完全沒有露出，槽的深度也比實(shí)施例I、實(shí)施例2的槽的深度更小。這是因?yàn)楸容^例的處理氣體中氬氣流量比實(shí)施例I、實(shí)施例2更小，由氬氣產(chǎn)生的等離子體的陽離子不能夠賦予碳沉積層39充分的能量，其結(jié)果，碳沉積層39沒有變質(zhì)為羰 基。此外，比較例的處理氣體中的氫氣的流量比也比實(shí)施例I、實(shí)施例2更小，不會(huì)產(chǎn)生剰余的氫，不會(huì)產(chǎn)生羧基，也無法生成以羧基為配體與鉬錳層37的鉬配位結(jié)合產(chǎn)生的有機(jī)絡(luò)合物40。通過以上的確認(rèn)結(jié)果，可知在鉬錳層37中在各面不堆積碳沉積層39，并且對(duì)鉬錳層37充分蝕刻，需要處理氣體中，相對(duì)于氬氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量，氬氣的流量比為40%以上，并且相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比為50%以上。另ー方面，從實(shí)施例2可預(yù)知如果設(shè)定相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比比75%大，可預(yù)測(cè)由氫氣等離子體對(duì)鉭層38的蝕刻變強(qiáng)，鉭層38的圖案形狀破壞，構(gòu)成槽的兩側(cè)面的錐角變大，因此，推測(cè)在處理氣體中，相對(duì)于ー氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比優(yōu)選為75%以下。此外，從實(shí)施例2可知，如果設(shè)定相對(duì)于氬氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量的氬氣的流量比比50%大，可預(yù)測(cè)通過氬等離子體的陽離子的濺射增強(qiáng)，鉭層38的圖案形狀破壞，構(gòu)成槽的兩側(cè)面的錐角變大，因此，推測(cè)處理氣體中相對(duì)于氬氣和ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量的IS氣的流量比優(yōu)選為50%以下。符號(hào)說明W 晶片10基板處理裝置11 腔室12 基座37鉬錳層38 鉭層39碳沉積層40有機(jī)絡(luò)合物
權(quán)利要求
1.ー種基板處理方法，其使用掩膜對(duì)形成于基板的至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻，該基板處理方法的特征在于 使用至少含有ー氧化碳?xì)怏w、氫氣和稀有氣體的處理氣體，對(duì)所述至少含有鉬的層進(jìn)行蝕刻， 相對(duì)于所述ー氧化碳?xì)怏w和所述氫氣的合計(jì)流量，所述氫氣的流量比為50% 75%。
2.如權(quán)利要求I所述的基板處理方法，其特征在于 相對(duì)于所述ー氧化碳?xì)怏w和所述氫氣的合計(jì)流量，所述氫氣的流量比為50% 60%。
3.如權(quán)利要求I所述的基板處理方法，其特征在于 相對(duì)于所述稀有氣體和所述ー氧化碳?xì)怏w的合計(jì)流量，所述稀有氣體的流量比為40% 50%。
4.如權(quán)利要求I 3中的任一項(xiàng)所述的基板處理方法，其特征在于 所述稀有氣體為IS氣。
5.如權(quán)利要求I 3中的任一項(xiàng)所述的基板處理方法,其特征在于 含有所述鉬的層的蝕刻在壓カ為13. 3Pa 133Pa即IOOmTorr ITorr的條件下進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求5所述的基板處理方法，其特征在于 含有所述鉬的層的蝕刻在壓カ為40. OPa 133Pa即300mTorr ITorr的條件下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠不使用鹵素氣體而對(duì)至少含有鉑的層進(jìn)行蝕刻的基板處理方法。在使用具有規(guī)定的圖案形狀的鉭層(38)對(duì)在晶片(W)形成的鉑錳層(37)進(jìn)行蝕刻時(shí)，使用含有一氧化碳?xì)怏w、氫氣和氬氣的處理氣體，在該處理氣體中，相對(duì)于一氧化碳?xì)怏w和氫氣的合計(jì)流量，氫氣的流量比為50％～75％。
文檔編號(hào)C23F4/00GK102691065SQ20121007799
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月22日
發(fā)明者曾根隆, 西村榮一 申請(qǐng)人:東京毅力科創(chuàng)株式會(huì)社